4) Інші сполуки

1. Хлорофторовуглеці CCL₃F, CCL ₂F_2, CHCLF_2, CHCL₂F використовують як холодагенти (фреони).

Хімічно стійкі, нешкідливі для живих організмів. Але потрапляючи в атмосферу не руйнуються, накопичуються й далі розкладаються з утворенням атомів хлору, що каталізують процес розкладу О₃.

б) n CF₂ = CF₂ → ( - CF₂ - CF₂ - ) _n

тетрафтороетилен тефлон ( органічна пластина)

Тефлон дуже хімічно стійкий: не розчиняються – в царській горілці, олеумі, конц. H₂SO₄, водний розчин NаOH.

Руйнують - розплавлений Nа за температурою 200⁰С;

газоподібний F₂ t>150⁰С.

VIII. Застосування

F₂ – розділення нуклідів урану.

HF - виробництво полімерів, фреонів, фтору, обробка поверхні металів, травлення поверхі напівпровідників; добування штучного фріоніту

Na₃ [ ALF₆] - для добування AL.

F₂- добування (CF)₄ фторований графіт - мастило

OF₂- окисник ядерного палива.

ХЛОР

I. 1S² 2S² 2p⁶ 3S² 3p⁵3d

- менша енергія іонізації та електронегативність порівнено з F.

- вільний d – підрівень => можливість утворення зв’язків за донорно-акцепторним механізмом, збільшення валентних можливостей.

Ступені окиснення -1 до +7.

II. Поширення в природі

4,5 * % (маси) переважно у вигляді хлоридів.

NaCl кам’яна сіль.

KCl сільвін.

NaCl * NaCl сильвініт.

KaCl * MgCl2 * 6H2O корноліт

у великій кількості у морській воді (до 1,5% маса NaCl).

III. Відкриття

Сполуки хлора відомі людству дуже давно.

NaCl – 3 – 4 тис. до н. е.

1774 р. К.В. Шеєле добув хлор взаємодією MnO₂ (нейтралізує) та HCl але вважав що новий газ оксид соляної кислоти.

Лавуазьє і Берцеліус – запропонували вважати його оксидом невідомого елементу “мурію”.

1807 р. Деві добув жовто-зелений газ електролізом розплаву NaCl – спочатку також вважав оксидом морію. Лише за 3 роки дійшов, до висновку, що цей газ – проста речовина й назвав його chlovie gas або chlovine (грець. жовто зелений). А ще через 3 роки Гей - Люссак дав більш коротку назву – хлор. У 1811р. Швейгер запропонував іншу назву “галоген” – ця назва не прижилась, а потім почала використовуватися для … груп елементів.

IV. Добування

1) У промисловості електролізом концентрованих водних розчинів NaCL

2NaCL+2H₂O ^{ел. струм} 2NaOH + H₂ + CL₂

Хлор на опорі

Хлор осушують H₂SO₄(k) – сухій він значно менш агресивний, практично не окиснює залізо, тому його зберігають і транспортують у стальних балонах.

2) У лабораторії окисленням HCL сильними окисниками.

4HCL^-1 + Mn⁺⁴O₂ = CL⁰ ₂ + Mn⁺²Cl₂ + 2H₂O

2CL^-1 -2e → CL⁰ ₂ 1

Mn⁺⁴ +2e → Mn⁺² 1

16HCL^-1 + 2 KMn⁺⁷O₄ = 5CL⁰ ₂ + 2 Mn⁺²Cl₂ + 2KCL + 8H₂O

2CL^-1 -2e → CL⁰ ₂ 5

Mn⁺⁷ +5e → Mn⁺² 2

14HCL^-1 + K2Cr⁺⁶ ₂O₇ = 3CL⁰ ₂ + 2 Cr⁺³ Cl₃ + 2KCL + 7H₂O

2CL^-1 -2e → CL⁰ ₂ 3

Cr⁺⁶ ₂ +6e → 2Cr⁺³ 1

V. Фізичні властивості

Жовто-зелений газ з різним запахом, токсичний. Симптоми отруєння хлором – подразнення очей та органах дихання, безперервний кашель.

t_пл.=-101,0 ⁰С, t_кип.=-34,1⁰С. Обмежено розчиняється у воді ( 2 об’єми хлору у 1 об’єму води).

Слабкий насичений розчин хлору у воді називають хлорною водою.

Молекула CL₂ міцніша за F₂ ( існує дитивний зв’язок )

CL

  



CL

  

VI. Хімічні властивості:

Хлор – активний окисник. Безпосередньо взаємодіє з більшістю неметалів (крім благородних газів C,N₂,O₂), а також з переважно більшістю металів, легко окиснює складні речовини:

( виділення олова з консервних банок)

2Р⁰ + 5CL₂ ⁰ = P⁺⁵CL₅ ^-1

Sn⁰ + 2CL₂ ⁰ = Sn⁺⁴CL₄ ^-1

H₂O^-1 + CL₂ ⁰ = 2HCL^-1 + O₂ ⁰

O₂ ^-1 -2e → O₂ ⁰ 1

CL₂ ⁰ + 2e → CL^-1 1

Відновні властивості менше при взаємодії з фтором :

3F₂ ⁰+CL₂ ⁰ = 2CL⁺³F₃ ^-1 фторид хлоу (ІІІ)

Крім цього утворюються CLF та CLF₅.

У водному розчині відбувається оборотна реакція диспропорціювання:

CL₂ + H₂O = HCL^-1 + HCL⁺¹О хлорнуватиста кислота

CL₂⁰ + 2 е → 2СL^-1 1

CL₂⁰ - 2 е → 2СL⁺¹ 1

За кімнатної температури в насиченому розчині 70% -CL₂ температура HCL: HCLO

У разі додавання лугу рівновага зміщується вправо, тобто при взаємодії хлору з лугом утворюються хлорди і гіпохлорити:

CL₂ ⁰ + 2NaOH = NaCL^-1 + NaCLO⁺¹ + H₂O

гіпохлорит натрію

+7

+6

+5

+4

+3

+1

0

-1

HCLO₄, KCLO₄, CL₂O₇

CL₂O₆

HCLO₃, KCLO₃, CLF₅

CLO₂

HCLO₂, NaCLO₂, CLF₃

HCLO₂, NaCLO, CL₂O, CLF

CL

HCL, KCL, CCL₄

VII. Сполуки

1) Хлороводень.

а) Добування

у промисловості:

1) H₂+CL₂ = 2HCL

в лабораторії

2) NaCL+H₂SO_4(k)= NaHSO₄+HCL ↑

NaCL+H₂SO_4(K)=^t NaHSO₄+HCL ↑

3) побічний продукт хлорування органічних сполук

б) Фізичні властивості

HCL – безбарвний газ з різким запахом

t_пл.=-114, t_кип.=-85 важкий за повітря

Димить в наслідок утворення з водяною парою дрібних крапель туману. Значно менш полярний зв’язок ніж HF , тому практично водневі зв’язки не утворюються.

Добре, але обмежено розчиняється у воді ( 450 об’ємів у 1 об’ємі H₂O за звичайних умов ) ( 45,14% за 0⁰С ).

Водний розчин сильна соляна кислота

HCL = H⁺ + CL^- Kз ≈ 10⁷

Концентрована соляна кислота за звичайних умов містить 37% HCL (g=1, 19 ^г/_см3)

Хімічні властивості кислот – взаємодія з металами та її оксидами. Розчиняє …, тому транспортують у скляних бутлях або футерованих гумою стаевих місткостях.

Окиснюється KMnO₄, MnO₂, K₂Cr₂O₇, але не окиснює H₂SO₄

2) Хлориди

Метили I-IV груп періодичної системи здатні досягати у своїх хлоридах вищого ступеня окислення, якій дорівнює номеру групи. У разі металів V-VIII груп такий стан окиснення не досягається / CL₂ не такій сильний окисник та просторове обмеження у разі приєднання великого атомів хлору.

Подібно до оксидів і фторидів природа хлоридів закономірно змінюється залежно від характеру зв’язку між : іонні хлориди – основні властивості, а ковалентні – кислотні.

NaCL MgCL₂ ALCL₃ SiCL₄ PCL₅

Основні амфотерні кислотні

Іонні хлориди, як солі сильної кислоти практично не гідролізують. Амфотерні – оборотній гідроліз по катіону:

ALCL­₃ + H₂O = ALOHCL₂ + HCL кисле середовище.

Кислотні ковалентні хлориди повністю гідролізують з утворенням соляної та відповідної кисневмісної кислоти:

PCL₅ + 4 H₂O = H₃PO₄ + 5 HCL;

SiCL₅ + 4 H₂O = H₄SiO₄ + 4 HCL.

PCL₅ хлоронгідрид фосфорної кислоти.

2KCL + TiCL₄ = K₂ [TiCL₄ ]

^{основний кислотний}

BeCL₂ + SnCL₄ = Be [SnCL₆]

^{аморт.як основний кислотний}

2KCL + BeCL₂ = K₂[ BeCL₄]

^{основний аморт.як основний}

Кисневі сполуки хлору

гіпохлорит

хлорнуватиста

CL₂⁺¹ HCL⁺¹O KCL⁺¹O

хлорит

хлориста

HCL⁺³O KCL⁺³O

CL⁺⁴O

хлорнувата

хлорат

HCL⁺⁵O₃ KCL⁺⁵O₃

CL₂⁺⁶O₆

перхлорат

хлорна

CL₂⁺⁷O₇ HCL⁺⁷O₄ KCL⁺⁷O₄